SU768630A1 - Манипул тор - Google Patents

Description

(54) МАНИПУЛЯТОР

Изобретение относитс  к пространственным стержневым Механизмам, в частности к манипул торам.

Известен манипул тор, имеющий основание и рабочий орган, шарннрно св занные телесколичеоки,ми стержн ми, соединенными между сОбой пространственным 1. па раллелог,раМмами 1,1.

(Конст.рукщи  этого манипул тора  вл етс  сложной: рабочий орган св зан с рснованием большим чи;сл ом стержней и шар.ниров , имеютс  поступательные пары - телескопические стержни. Кинематическа  схема манипул тора представл ет механизм с высоким числом избыточных св зей, т. е. механизм, чувствительный к погрешност м изготовлени  и сборки.

Целью изобретени  - упрош,ение конструкции при одновременном обеспечении заданного пространственного движени  рабочего органа относительно 0:сновани .

Дл  достижени  этого шарниры выполнены Д.ВОЙ.НЫ.МИ со скрешивающимис  ос ми вращени , причем упом нутые оси по крайней-мере одной из кинематических цепей смещены в пространстве относительно осей других кинематических цепей, причем скрещивающиес  оси вращени  в двойных шарнирах образуют пр 1мой угол.

Оси одноименных шарниров .различных кинематических цепей в основании и у рабочего органа соответственнообразуют

пр мой угол, а соединение основани  и рабочего органа выполнено трем  кинематическими цеп ми, элементы которых имеют равную длину, причем расположение и ориентаци  осей вращени  шарниров в оснОВании и -в рабочем органе одинаковы.

10 Кроме того, оси вращени  двойных шарниров, .св зывающих две кинематические цепи с основанием или с рабочим органом , совпадают, причем двойные шарниры основани  или рабочего органа объединены в один общий узел, выполненный как единый вал, а .оси вращенй  в Двойных шарнирах выполнены пересекающимис .

На фиг. 1 показан манипул тор с двум  кинематическими цеп ми, ра бочий орган

20 которого выполн ет заданное йрШтраНственное движение; на фиг. 2 - некоторые возможные положени  рабочего органа относительно рсновани  дл  этого манипул тора (св зывающие кинематические цепи

25 условно не показаны); на фиг. 3 - схема

манипул тора стрем  кинематическими цеПЯМИ равной длины, рабочий орган .которо го сохран ет неизменную ариента1цию в

пространстве; на фиг. 4 - общий вид мани38 пул тора с тре1м  кинематическими цеп ми , две из которых имеют общие шарниры; на фиг. 6 - последовательное соединение двух модулей (манипул торов), образующих манипул тор, перемещающий рабочий орган по трем координатам с сохранением его посто нной ориентадии.

Манипул тор (см. фиг. 1) имеет основание 1, соединенное стержн ми 2 и с рабочим органом 4. Стержни и 5 соединены с основанием 1 двойными .шарнврами 5 и 6, а с рабочим органом 4 - двойными шарнира .ми i7 и 5 соответственно. Стержень 2 с двойными ша.р.нирами 6 и 8  вл етс  первой , а стержень 3 с двойными шарнирами 5 и 7 - второй кине.матическими цеп ми. Рабочий орган оснащен схватом 9. .Привод манипул тора осуществл етс , например, с помощью управлени  вращением по двум ос м .в двойном шарнире 5.

Манипул тор работает следующим образом .

(При вращении двух управл емых осей двойного шарнира 5 рабочий орган 4 под .воздействием кинематических цепей перемещаетс  в пространстве, занима  положение , определ емое углами поворота осей (управл ющими параметрами) в двойном шарнире 5. При этих перемещени х рабочего органа его ориентаци  в каждой точке пространства  вл етс  определенной (см. фиг. 2) дл  KOHKipefnoro соотношени  конструктивных параметров .механиЗМа и зави-. сит от двух текущих управл ющих параметров ..-...,.,-, ., .... ,..-. Манищ л тор , изображенный на фиг. 3, состоит из основани  1 и рабочего органа 4, св занных трем  кинематическими цеп ;ми, имеющими одинаковз ю конфигурацию. Цепи состо т из стержней 10-/2 равной дли-ны . Стержни соединены шарнирами с пересекающимис  ос ми вращени  с основанием и рабочим органом, имеющими одинаковую форму и размеры. При этом двойные шарниры 1/|5 и 14  вл ютс  управл емыми , а остальные двойные .шар.ниры 15 выполн ют .пассивную роль.

Манипул тор работает следующим образом .

При вращении управл емых осей двойных шарниров 13 и 14 рабочий орган 4 перемещаетс  в прост:ранстве по двум независимьш координатам, остава сь параллелен са.м себе, т. е. сохран   ориентацию относительно основани  / посто нной.

Манипул тор на фиг. 4 также имеет основание J и рабочий орган 4, соединенные стержн ми .10-1/2 одинаковой длины. Причем стержни // и 12 соедин ютс  с основанием одниМ общим шарниром 16, а .с ра-бочим органом - таким же ша:рниро,м 17. Шарнир .18  вл етс  управл емым. Например , вращение вокруг одной оси (верти-кальной ) .производит черв чна  передача 19, а вращение QKpyr другой оси (горизонтальной )- гидро- или пневмопривод 20,

Манипул тор работает аналогично изображенному на фиг.З - при перемещении рабочего органа его ориентаци  сохран етс .

На фиг. 5 дано последовательное соединение двух, модулей. Каждый модуль представл бт собой -манипул тор, аналогичный изображенно,му на фиг. 3 или 4. Первый модуль состоит из неподвижного основани 

21, шарнирно соединенного стержн ;мн 22 с рабочим органом 23, К которому прикреплено основание 34 второго модул . Основание 24 шарнирно соединено стержнем 25 с рабочим органом 26, оборудованным схватом 9.

Работает манипул тор, состо щий из двух .модулей, следуюшим образам.

В каждом из .модулей рабочий . орган перемещаетс  в зависимости от двух управл ющих параметров, сохран   посто нную ориентацию относительно основани . Основание 24 второго -модул  перемещаетс  -вместе с рабочим органом 23 первого .модул . Таким. образо.м, рабочий орган 26 пере .мещаетс  -в зависимости от четырех управл ющих параметров, что позвол ет позиционировать схват 9 в трехмерном .пространстве по трем независимым координатам, со.хран   его ориентацию посто нной.

Предлагаемый манипул тор (см. фиг. 1) может примен тьс  дл  перемещени  из одной точки в другую (или другие) объектов с о.дновременной их переориентацией по жесткой программе, например, в автоматических лини х.

Манипул тор (ам. фиг. 5) из двух последовательно соединенных модулей, обеспечивающий сохранение ориентации рабочего органа :при его перемещени х, имеет дополнительную - четвертую степень подвижности , что повыщает его .маневренность. Такой манипул тор с простой системой управлени  может быть использован, например, дл  укладки объектов на стеллажи, щтабелировани  кирпичей и т. п. Манипул тор обладает повышеиной жесткостью, обусловленной наличием параллельных св зей между основанием и рабочим о.ргано1м, о-бразующиМ ферму. Манипул тор имеет высокие показатели технологичности: большой коэффициент повтор емости деталей (шарниры .и стержни), .возможность широкой унифи1кации узлов и целых модулей.

Claims (7)

1. Формула изобретени 

   il. Манипул тор, содержащий основание и .рабочий орган, соединенные не менее, чем двум  кинаматическими,цеп ми, выпол.нен ьгми в виде стержней, .шарнирно св занных с основанием и с .рабочим органом, а также привод, отличающийс  тем, что, с щелью зшрощенн  колструщии при одновременном обеспечивании заданного пространственного движени  рабочего органа

   относительно основани , .шарниры выполнены двойными со Скрещивающимис  ос ми вращени , причем упом нутые оси по крайней мере одной из кинематических цепей смещен,ы в пространстве относительно осей других кинематических деней.
2. 2.|Манинул то.р по л. 1, отличающийс  тем, что скрещивающиес  оси вращени  в двойных шарнирах образуют пр мой угол.
3. 3.Манипул тор по п. 2, отличающийс  тем, что оси одноименных шарниров различных кинематических цепей в основании , и у рабочего органа cooTBeTCTBeHHO образуют пр мой угол.
4. 4.Манипул тор по п. 2, отличающийс  тем, что соединение основани  и рабочего органа выполнено трем  кинематическими щеп ми, элементы которых имеют равную длину, причем расположение -и ориентаци  осей вращени  шарниров в основании и в рабочем органе одинаковы.
5. 5.Манипул тор по п. 4, отличающий:с  тем, что оси вращени  двойных шарни ров, св зывающих две кинематические цепи с основанием, -совпадают, причем двойные шарниры основани  объединены в один общий узел, выполненный как единый -вал.
6. 6.Манипул тор по п. 4, отличающийс  тем, что оси вращени  двойных шарниров, св зывающих две кинематические цепи с рабочи1м органом, совпадают, причем двойные шарниры рабочего органа объединены в один общий узел, выполненный как единый вал.
7. 7.Манипул тор по пп. 4, 5, отличающийс  тем, что оси вращени  в двойных шарнирах выполнены пересекающимис .

   Источник информации, прин тый во 20 вни.мание при экспертизе:

   1. Авторское свидетельство СОСР № 524684, 1КЛ. В 25 J 1/06, 20.06.75. , .(

   Фаг. 4

   /

   2

   hCED:

   + -itvXr. J SS-ft-: ;-:--- t,::